I den sidste uge af november blev National Supercomputer Forum afholdt i Pereslavl-Zalessky. I tre dage fortalte og viste folk, hvordan det går med udviklingen af supercomputere i Rusland, og hvordan teknologier testet på supercomputere bliver til varer.
Tilsvarende medlem af det russiske videnskabsakademi Sergei Abramov talte om projektet "Sensitive House" (27. november). Ved at udvikle konceptet om et "smart hjem", foreslår han at observere hjemmeudstyr, bygge og huske mønstre for dets adfærd, lære af dets fejl og forudsige dets tilstand og problemer på forhånd.
Institute of Software Systems of the Russian Academy of Sciences, under ledelse af Sergei Abramov, begyndte at skabe "følsomme huse" i 2014, da reformen af Academy of Sciences krævede at bringe akademiske projekter til det kommercielle marked. På dette tidspunkt havde IPS RAS en god udvikling inden for sensornetværk og udstyrskontrol og udviklede cloud-teknologier og maskinlæring.
Ifølge Sergei Abramov er bolig- og industribygninger fyldt med udstyr, som hjemmets trivsel og menneskers stille arbejde afhænger af. Selvom dette "smarte" udstyr udvikler sig til et "smart hjem", har det ikke automatisk kontrol. Ejere kender ikke status for enhederne og kan ikke bekvemt overvåge dem. Tilbage er kun at pleje hele infrastrukturen manuelt, som en kæmpe Tamagotchi, der regelmæssigt tjekker og justerer maskinerne.
Fungerer det smarte hjem korrekt? Eller er det tid til at gribe ind? Kommer der snart en ulykke? I sig selv løser intet "smart hjem" dette problem; for at besvare sådanne spørgsmål er der behov for automatisk overvågning og analyse. Derfor indsamler det computersystem, der er oprettet på Instituttet, statistik fra sensorer, opbygger adfærdsmønstre for husholdningsmaskiner og lærer at genkende disse mønstre. Ved at skelne normal adfærd fra problematisk adfærd og opdage unormal drift, vil kunstig intelligens advare boligejeren i tide om en potentiel trussel.
Et "sensitivt hjem" er et "smart hjem", hvortil der er tilføjet sensitivitet, evnen til at lære selv, evnen til at opbygge et mønster af korrekt adfærd, evnen til at forudsige og reagere.
(Sergey Abramov, korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi)
Vi er vant til den måde et "smart hjem" vedligeholder sine parametre: indstillet temperatur og belysning, konstant luftfugtighed, stabil netspænding. Et "smart hjem" kan fungere i henhold til et script afhængigt af tidspunktet på dagen eller begivenheden (det vil f.eks. lukke en gashane på en kommando fra en gasanalysator). "Sensitive Home" tager det næste skridt - analyserer sensoriske data og bygger nye scenarier til klassificering: alt går som før, eller der er overraskelser. Det reagerer på ændringer i det ydre miljø og forudsiger mulige fejl og gætter anomalier i de samtidige handlinger af forskellige enheder. "Sensitive House" overvåger resultaterne af sit arbejde, advarer om problemer og ændrer scenariet, giver råd til ejeren og giver ejeren mulighed for at slukke for defekte apparater.
Vi løser problemet med udstyrs atypiske adfærd.
(Sergey Abramov, korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi)
Det foreslåede system er afhængig af et sensornetværk, der giver tidsbaserede målinger. For eksempel tænder en dieselkedel lejlighedsvis og varmer vandet op, en cirkulationspumpe driver varmt vand gennem varmerør, og primære sensorer rapporterer, hvordan disse enheder forbruger elektricitet. Baseret på en række aflæsninger sammenligner den sekundære sensor (program) dem med den normale profil og diagnosticerer fejl. Den tertiære sensor (program) modtager udelufttemperaturen og forudsiger den fremtidige drift af systemet, vurderer dets belastning og effektivitet - hvordan opvarmningen af kedlen og vejret hænger sammen. Måske er vinduerne åbne, og kedlen varmer gaden op, eller måske er effektiviteten faldet, og det er tid til forebyggende reparationer. Baseret på driften af afledte parametre kan man forudsige på hvilket tidspunkt de vil gå ud over normen.
Ved at vurdere de samtidige aflæsninger af sensorerne, er det "følsomme hus" i stand til at bemærke, at vandpumpen ikke slukker, fordi den hælder vand tilbage i brønden (gennem en defekt ventil) eller direkte på gulvet (gennem et udbrud rør). Diagnosen vil være endnu mere pålidelig, hvis bevægelsessensorerne er lydløse, og pumpen pumper vand ind i et tomt hus.
Sensornetværk findes også i smarte hjem. Cloud-infrastruktur er også tilgængelig i smarte hjem. Men hvad "intelligente hjem" ikke har, er kunstig intelligens, maskinlæring, akkumulering af mønstre for korrekt adfærd, klassificering og prognoser.
(Sergey Abramov, korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi)
Skydelen af "det følsomme hus" er baseret på NoSQL-databasen Riak eller Akumuli-databasen, hvor tidsserier af aflæsninger gemmes. Modtagelse og udstedelse af data sker på Erlang/OTP-platformen, det giver dig mulighed for at implementere databasen på mange noder. Et program til mobile applikationer og en webgrænseflade er installeret over det for at informere kunden via internettet og telefon, og ved siden af er et program til dataanalyse og adfærdskontrol. Du kan forbinde enhver tidsserieanalyse her, inklusive dem, der er baseret på neurale netværk. Således er al kontrol over de "sensitive home"-systemer placeret i et separat ledelseslag. Adgang til den gives via din personlige konto i skytjenesten.
Erlang giver alle fordelene ved en funktionel tilgang. Det har mekanismer til distribueret drift, og den nemmeste måde at lave et parallelt distribueret program på er at bruge Erlang. Vores arkitektur indeholder software "sekundære sensorer", der kan være flere af dem pr. fysisk sensor, og hvis vi regner med titusindvis af klienter med snesevis af enheder, bliver vi nødt til at behandle en enorm datastrøm. De har brug for lette processer, der kan lanceres i enorme mængder. Erlang giver dig mulighed for at køre titusindvis af processer på en enkelt kerne; dette system skalerer godt.
(Sergey Abramov, korresponderende medlem af det russiske videnskabsakademi)
Ifølge udvikleren er Erlang let at organisere et mangfoldigt team af programmører, hvor studerende og armaturer skaber ét system. Individuelle fragmenter af softwaresystemet går ned med en fejl, men hele systemet fortsætter med at fungere, hvilket giver dig mulighed for at rette fejlagtige områder i farten.
Det "sensitive home"-system bruger alle de teknologier, som IPS RAS brugte til at styre supercomputere. Dette omfatter elektroniske sensorer, overvågning og fjernstyringssystemer. I øjeblikket kører det følsomme program på sine egne sensorer og kan oprette forbindelse til brandvæsenets sløjfer, men der er en plan om at indsamle data fra sensorerne i ethvert "smart hjem".
"Sensitive Home" er interessant, fordi komplekse intelligente løsninger til by, kvarter og hjem kommer i højsædet. Det interessante her er ikke at bygge en supercomputer, men at konstruere et socialt computerkompleks, der introducerer en supercomputer i hverdagen, så maskinen ændrer folks liv.
(Olga Kolesnichenko, Ph.D., lektor ved Sechenov Universitet)
Inden foråret 2020 vil udviklere udarbejde et grundlæggende sæt programmer og udstyr til at samle systemer af forskellige størrelser i bygninger og lejligheder. De lover, at resultatet bliver nemt at sætte op, ikke mere kompliceret end en robotstøvsuger. Det grundlæggende sæt understøtter alt overvåget udstyr: varmekedler, vandvarmere, køleskabe, vandpumper og septiktanke. Så er det småskalasalget, dernæst fabulerende produktion, tilføjelse af nye sensorer og moduler. Og i fremtiden er alle former for diversificering og tilpasning mulig - en følsom gård, et følsomt hospital, et følsomt skib og endda en meget følsom tank.
tekst:
Portræt:
Kilde: www.habr.com